自限温电伴热在国内的应用技术已相当成熟,相比传统的蒸汽伴热来说,耗能成本比例约为:1:2.2,带来的直接经济效益十分显著。这样明显的节能效果,主要源于电伴热带材料内的PTC效应。
何为PTC效应?PTC效应是正温度系数效应,指材料的电阻会随着温度的升高而增加。1945年,美国科学家弗里德曼(Frydman)发现了聚合物材料中的PTC效应;1961年,科学家柯勒(Kohler)提出了聚合物与炭黑间热膨胀系数的差异,是产生PTC效应的原因。这种PTC效应从被发现至今,仍被全球所广泛应用。
自限温电伴热正是运用了PTC效应的技术,它的发热核芯主要源于聚合物导电复合材料。这种材料是利用高分子聚合物为基体,加入一定比例的炭黑,石墨或者金属氧化物等导电粒子,复合而成的一种新型材料。下图为:聚合物材料与炭黑的微观结构的变化,而产生的自动控温的过程。
自限温电伴热的工作原理
当被伴热体的温度较低时,聚合物处于收缩状态,炭黑形成导电通路,电伴热带产生较高的输出功率;
当被伴热体的温度逐渐升高时,聚合物受热膨胀,压缩炭黑空间,使得导电通路减少,电伴热带输出功率也随之减少;
当被伴热体温度较高时,聚合物急剧膨胀,炭黑所形成的导电通路几乎完全切断,电伴热带输出功率接近于零,停止工作。
电伴热带输出功率跟随被伴热体温度变化,自动、适时的做出调节,给被伴热体或介质提供了源源不断的热量。这种PTC效应技术被运用在了自限温电伴热上,大大提高了热能效率,成为了名副其实的绿色节能产品。